Mérnöki faszerkezetek

Az előadások a következő témára: "Mérnöki faszerkezetek"— Előadás másolata:

1 Mérnöki faszerkezetek
Hidak és Szerkezetek Tanszéke Mérnöki faszerkezetek A FAANYAGOK HIBÁI Összeállította: Dr. Koris Kálmán, Dr. Bódi István

2 Fahibák A faanyagok hibái a fák növekedése során bekövetkezett szöveti rendellenességekből, a kitermelés, a szállítás és a további feldolgozás folyamán szerzett károsodásból származnak; jelentősek továbbá a biológiai károsítók okozta hibák, amelyeket a faanyag betegségeinek is szokás nevezni. A fahibák alapjaiban befolyásolják a faanyagok műszaki fel-használhatóságát, azonban széles körű alkalmazásuk folytán, nem minden esetben csökkentik értékét (pl. a faanyag rendellenes elszíneződése nincs hatással a szilárdságra). Az ácsmunkákhoz felhasználni kívánt faanyagok esetében elsősorban a szilárdságot és a tartósságot befolyásoló fahibák felismerése a fontos. Az építőfa minőségi osztályait ugyanis éppen a fahibák mértéke alapján felállított minőségi követelmények határozzák meg.

3 Rendellenes növésből származó fahibák
A rendellenes növésből származó fahibák némelyike csak a rönkanyag gazdaságos kihasználását befolyásolja, de vannak olyanok is, amelyek a belőle készített fűrészáruk szilárdságára is kihatnak, vagy már eleve alkalmatlanná teszik ipari célokra való felhasználásukat. A sudárlóság (vékonyodás) - a fatörzs átmérőjének csökkenése a csúcs felé (hátrányos, ha a vékonyodás az 1,25 cm/fm-t meghaladja) A görbeség - a törzs görbe növése - lehet síkgörbe és térgörbe. Ha a görbület egyirányú, síkgörbének, ha kétirányú, térgörbének nevezzük. A görbeség mindig hiba, mert a síkgörbe-törzsből származó fűrészárú teherbíró képessége sokkal kisebb, a térgörbe-fa pedig ipari célokra nem alkalmas. A villás növés - a törzs egy vezérága helyett kettő vagy több fejlődik - főleg lombos fáknál fordul elő, a fenyőféléknél ritkán. A két vezérág olykor összenőhet, ilyenkor a fa keresztmetszetében két bél (kettősbélűség) található, önálló évgyűrűrendszerrel.

4 A göcsök főbb változatai
és b) alakjuk szerint; c) és d) elhelyezkedésük szerint; e) és f) kölcsönös helyzetük szerint; 1 kerek; 2 ovális; 3 hosszúkás göcsök; 4 lapfelületen; 5 oldalon levő; 6 él-; 7 keresztgöcsök; 8 szétszórt; 9 csoportos; 10 szárnyas (elágazó) göcsök

5 Különféle repedések hengeres fán
a) bél- vagy sugárirányú repedés; b) gyűrűs repedés; c) fagyrepedés; d) száradási repedés

6 A repedések főbb változatai fűrészárun
a) sugárirányú repedés b) fagyrepedés c) száradási repedés d) gyűrűs repedés 1 repedések lapon 2 oldalon 3 bütün

7 Növényi károsítók okozta fahibák
A növényi károsítók három csoportba sorolhatók, ezek: a baktériumok, a farontó gombák és az élősködő növények (pl. a fagyöngyfélék). Baktériumok A baktériumok kártevése kevésbé jelentős, a faanyagokon észrevehető kárt általában nem okoznak. Veszélyességük abban nyilvánul meg, hogy a farontó gombákkal biológiai láncot alkotva, a cellulózbontó baktériumok megteremtik a farontó gombák számára a megtelepedési feltételeket. Általában csak frissen döntött fákban vagy vízben tárolt faanyagokban találhatók.

8 Farontó gombák A farontó gombák spórákkal szaporodó, klorofillt nem tartalmazó, sejtmagvas, telepes növények. Táplálkozásban szerves anyagokra szorulnak, amelyeket élő vagy elhalt növények szervezetéből veszik. Nem hasonlítanak a közismert kalapos gombákhoz. Kártevéseik egyaránt előfordulnak élő, döntött vagy feldolgozatlan fákon és feldolgozott, beépített faanyagokon. Pusztításaik revesedés vagy korhadás formájában jelennek meg. A különféle gombafajok az éltető tápanyagot nem minden fafaj faanyagában találják meg. Vannak gombafajok, amelyek csak fenyőfélék, mások csak lombosfák, s ismét mások csak egy bizonyos fafajta faanyagán tudnak megélni.

9 A gomba spórák kicsírázva egy-egy mikroszkopikus vékonyságú gombafonalat, un. hifát fejlesztenek. A hifák a gombák tenyészőtestét felépítő, fehéres színű, elágazó fonalak. Ezek a fa felületén vagy a fában gazdag fonalszövedéket, úgynevezett micéliumot hoznak létre. A micélium a gombának tenyészőteste; feladata a táplálék megszerzése, szállítása és feldolgozása. A fonalszövedékek behálózzák a fát és belőlük a fa felületén termőtestek képződnek, vagy maguk a fonalkötegek működnek tenyészeti testként. A termőtesteken milliószámra fej-lődnek a spórák, amelyet a szél, a rovarok, a víz stb. juttatnak tovább más fák felületére. Gomba spórák Micélium hifa

10 A gombafertőzés feltételei: megfelelő nedvességtartalom és hőmérséklet, savanyú közeg, továbbá oxigén jelenléte. A farontó gombák a vizet a fából veszik, megtelepedésükhöz legalább 18%-os fanedvesség-tartalom szükséges, de egyes gombafajok nedvesség-optimuma 40-60% között is lehet. Az alacsony, illetve a túlzottan nagy nedvességtartalom is kizárja a gombák életműködését, de a farontó gombák víz hiánya esetében - bár életműködésük szünetel - egy-két évig életképesek maradnak, és ha nedvesség éri a faanyagot, újra életre kelnek. Az optimális hőmérséklet a legtöbb farontó gombánál °C között mozog. A micélium és a termőtest °C közötti hőmérsékleten elpusztul, a spórák azonban ennél nagyobb meleget is kibírnak. A gombák a légzéshez szükséges oxigént is a faanyagokból veszik. Ez akkor mehet végbe, ha a fában, ill. a sejtüregben legalább 20 % levegő van jelen.

11 A gombafertőzés okozta fahibák:
A geszt gombás elszíneződése: A faanyag szilárdságát nem csökkenti. Élő fában a színező és farontó gombák élettevékenysége következtében keletkezik. Penész: A faanyag felületén gombafonalak és termőtestek jelenléte. A penészgombák általában csak a faanyagok elszíneződését okozzák, szilárdságát azonban nem befolyásolják. Színük szerint megkülönböztetünk zöld, téglavörös, szürke és fekete penészhibákat. A szijács gombás elszíneződése: A szijács faanyagának rendellenes elszíneződése, a faanyag szilárdságának csökkenése nélkül. Kitermelt faanyagban a színező gombák olyan élettevékenysége következtében keletkezik, amely korhadást nem okoz. Színétől függően lehet: Kékülés: A szijácsrész szürke elszíneződése, kékes vagy zöldes árnyalattal. A tömlős gombák közé tartozó kékfestőgombák okozzák. Főleg a fenyőfélék faanyagán található hiba. Elsősorban szépséghiba, az ácsszerkezetek szempontjából nem jelentős, mert szilárdságcsökkenést nem okoz. A színes szijácsfoltosság: A szijácsban levő narancs, sárga, rózsaszín és barna elszíneződés. A szín erőssége alapján lehet világos, halvány tónusú, ha a faanyag rajzolatát nem takarja el, és sötét, ha a rajzolatot eltakarja. A behatolási mélységet tekintve lehet felületi és mélyrehatoló, attól függően, hogy az elszíneződött réteg 2 mm vagy azt meghaladó.

12 A gombafertőzés okozta fahibák (folytatás):
Barnulás: A faanyag szijácsában levő barnás elszíneződés. Lombos fafajokra jellemző. A kitermelt faanyagokban biokémiai folyamatok következménye, gombák részvételével vagy anélkül. A faanyag szilárdságát bizonyos mértékig csökkenti. Fülledés: A szórt likacsú lombos fák (elsősorban bükk, éger és nyárfélék) gombafertőzéses betegsége, a faanyag foltos, ill. hosszirányú, csíkos elszíneződésben jelenik meg. Főleg rönkfában, ill. a fűrészáruknak az alátétlécekkel érintkező helyein fordul elő. A fülledés első szakaszában csak elszíneződés alakul ki, a fa szilárdsága még nem csökken (szárítással, gőzöléssel a további károsodás megelőzhető). A második szakaszban a fülledés a sejtfalak lebontásával folytatódik, amely fehér, szürkéssárga foltokban mutatkozik. Ekkor a faanyagban már jelentős szilárdság-csökkenés következik be. A további károsodás folyamán a faanyag műszaki célokra felhasználhatatlanná válik. Korhadás: A faanyag rendellenes elszíneződése, szilárdságcsökkenéssel vagy anélkül, a farontó gombák sejtfalakat szétbontó és lebontó tevékenysége következtében. A károsítás tünetei szerint megkülön-böztetünk barna- vagy vöröskorhadást, nedvességkorhadást és fehér- vagy marókorhadást.

13 Épületekben károsító gombák:
Pincegomba (Coniophora cerebella): Általában az erősen nedves faanyagot támadja meg, elsősorban a még nedves, kellően ki nem száradt, új vagy átépített épületekben. Nagyon vízigényes, 50-60% fanedvességtartalom esetén fordul elő. Főleg a fenyőfélék, ritkábban a lombos fák faanyagát korhasztja. Barnakorhadást okoz, melynek során a faanyag cellulózvázát bontja le, ezért annak színe megsötétül. Először a faanyag felületét kezdi ki, s halad a faanyag belseje felé. 50 °C feletti hőmérsékleten elpusztul. Közvetett veszélyessége abban van, hogy a faanyagot savanyú kémhatásúvá teszi, s ezzel kedvező feltételeket teremt a könnyező házigomba számára. Pincegombával fertőzött épület A pincegomba micéliuma

14 Épületekben károsító gombák (folytatás):
Könnyező házigomba (Merulius lacrymans): Egyike a legnagyobb károkat okozó gombáknak. A beépített, más gombától már fertőzött (savanyított) faanyagot támadja meg (teljesen egészséges faanyagon nem tud megtelepedni). Nincs szüksége nedves környezetre, mert az életműködéséhez szükséges vizet a sejtfalak cellulózvázának széndioxidra és vízre való lebontásával maga is fedezni tudja, ezért a légszáraz faanyagra is veszélyes. Rendkívül szívós, az ellene való védekezés nagyon nehéz. Kifejlődése folyamán selymes fényű, ezüstszürke, pelyhes fonalak lepik el a faanyag felületét. A fölösleges víz a micélium végén apró cseppek alakjában jelenik meg. Kártétele a sejtfalak lebontásának előrehaladásával a tipikus barnakorhadás jeleit mutatja. Mind a tűlevelű, mind a lombos fák faanyagát elkorhasztja. Micéliuma átterjedhet a falazatra, acél-, beton-, üveg- stb. szerkezetek felületére, és tovább terjedve elpusztít minden útjába kerülő cellulóztartalmú anyagot.

15 Épületekben károsító gombák (folytatás):
Házi kéreggomba (Poria vaporaria): A tartósan nedvességnek kitett faanyagot, elsősorban a fenyőféléket támadja meg. Fejlődéséhez sok nedvességet igényel, nedvesség-optimuma 35%. A nedvesség meg-szűnésével fejlődése is megáll. A száraz faanyagot nem fertőzi. Barnakorhadást okoz. A megtámadott faanyagot ujjal szétmorzsolható állapotig korhasztja. Megtalálható épületek pincéjében, vakpadlókban, ereszek gerenda-végeiben, talajjal érintkező faszerkezetekben, stb. Házi kéreggombával fertőzött padló A barna rothadás jelei házi kéreggombával fertőzött faanyagon

16 A pincegombával, a könnyező házigombával és a házi kéreggombával megtámadott faanyagot semmilyen célra tovább felhasználni nem szabad, továbbterjedésük ellen biztosan csak egyféle módon lehet védekezni: az összes faanyagot a helyszínen el kell égetni!

17 Élősködő növények: Ezek a fákon élősködő (parazita) növények a fatörzsben nyílásokat, üregeket hoznak létre. A leggyakoribb élősködő növény a fagyöngy, amely az összes fenyőfélét és lombos fát (a tölgy kivételével) megtámadja. A tölgyek károsítója a sárga fagyöngy vagy fakín. Ezek a cserjék főleg a fák ágain élősködnek, s bár a faállományban nagy károkat okozhatnak, a fák törzsét azonban ritkán támadják meg, ezért kártevésük a fűrészáruk szempontjából nem jelentős. Károsításuk abban nyilvánul meg, hogy szívógyökereiket több centiméter mélyen eresztik az élő fa szövetei közé. Fagyöngy

18 Rovarok okozta fahibák:
Rovar- és álcajáratoknak nevezzük a rovarok, ill. álcáik által a fában vagy faanyagban rágott lyukakat és járatokat. Okozói a bogarak és a hártyás szárnyúak rendjébe tartozó rovarok. A rovarok fejlődésük folyamán többféle, pete, báb, álca (lárva) és bogár alakon mennek keresztül. Vannak, amelyek mind álca, mind rovar formájában, mások csak rovar alakjukban pusztítanak. Az élő fát és a feldolgozott faanyagot egyaránt megtámadják. A legnagyobb károkat az álcák okozzák, járatszerű rágásaikkal, miközben a fában található járulékos anyagokkal (keményítő, fehérje stb.), a sejtfal alkotórészei közül pedig fapoliozánokkal és cellulózzal táplálkoznak. Általában már beteg, sérült fákat vagy frissen döntött rönköket támadnak meg, egészséges élő fákat ritkán. A fűrészárut, ill. a beépített faanyagot csak kevés rovarfajta fertőzi.

19 A házi cincér rovar, ill. álca alakja, valamint az okozott álcajáratok
A fa tartószerkezetek rovarkártevői: A cincérek: Hosszú csápú, karcsú testű, ciripelő bogarak. A károsodást mindig az álcájuk okozza. Legismertebb a házi cincér, mely a légszáraz vagy a félszáraz fenyő szijácsát támadja. Rágásképére jellemző a 6-12 mm széles, ovális keresztmetszetű járat és kirepülési nyílás. A szúfélék: Hengeres testű, mindössze néhány mm nagyságú bogarak, színük a barnától a feketéig változó. Élő és kivágott fákban, fatelepeken és fűrészüzemekben okoznak nagy károkat. A fák háncsa és farésze között vájt járatokban élnek. Az anyabogár peterakás céljából maga is behatol a fa kérge alá. Az anyajáratra jellemző az egyenletes átmérő, az ebből kiinduló álcajáratok viszont kanyargósak, egyre inkább szélesedők. A különféle szúfajták a fenyőféléket és a lombos fákat is megtámadják. A házi cincér rovar, ill. álca alakja, valamint az okozott álcajáratok A szú rovar alakja

20 A fa tartószerkezetek rovarkártevői (folyatás):
A kopogóbogár-félék: Kis, hengeres testű rovarok. Lárváik a faanyagba 1-2 mm átmérőjű lyukakat fúrnak, ezzel téve a gerendákat, bútorokat, faanyagú műtárgyakat "szúrágottá". Kiszáradt, feldolgozott faanyagban élnek. Feltűnő kopogó hangot hallatnak, hogy egymásra találásukat megkönnyítsék. A halál órájának is nevezett, közönséges kopogóbogár mind a tűlevelű, mind a lombos faanyagot károsítja, a dacos kopogóbogár a fenyőféléket, a nagy kopogóbogár a lombos fákat pusztítja. A szijácsbogár: A falisztbogár-félék közé tartozik, csak a feldolgozott, főleg tölgy és akác faanyag szijácsrészét károsítja szerteágazó rágásjárataival. A hangyafélék közül veszélyesek a barnafarkú lóhangyák, a faodvasító lóhangyák és a termeszek (ez utóbbi Magyarországon nem jellemző). Mind az élő fákat, mind a beépített faanyagot károsítják. Rágásmeneteik mindig az évgyűrűk irányát követik; főleg a luc- és a jegenyefenyőt kedvelik, de megtámadják a tölgyet is. Közönséges kopogóbogár Szíjácsbogár Termeszek a) Fiatal nőstény b) nőstény c) szárnyatlan hím d)-e) katona f) dolgozó